【物理】2020届一轮复习人教版第五章第1讲　功　功率课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版第五章第1讲　功　功率课时作业

‎2020届一轮复习人教版 第五章 第1讲　功　功率 课时作业 ‎(十六)　‎ ‎[基础题组]‎ 一、单项选择题 ‎1．如图所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中(　　)‎ A．A所受的合外力对A不做功 B．B对A的弹力做正功 C．B对A的摩擦力做正功 D．A对B做正功 解析：A、B一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，加速度为gsin θ(θ为斜面倾角)，由于A速度增大，由动能定理知，A所受的合外力对A做正功，对A受力分析，可知B对A的支持力方向竖直向上，B对A的摩擦力方向水平向左，故B对A的摩擦力做正功，B对A的弹力做负功，选项A、B错误，C正确；A与B相对静止，由牛顿第二定律及几何关系可知A对B的作用力垂直斜面向下，A对B不做功，选项D错误．‎ 答案：C ‎2．(2019·广东佛山模拟)质量为‎2 kg的小铁球从某一高度由静止释放，经3 s到达地面，不计空气阻力，g取‎10 m/s2.则(　　)‎ A．2 s末重力的瞬时功率为200 W B．2 s末重力的瞬时功率为400 W C．2 s内重力的平均功率为100 W D．2 s内重力的平均功率为400 W 解析：小铁球只受重力，做自由落体运动，2 s末速度为v1＝gt1＝20 m/s，下落2 s末重力做功的瞬时功率P＝mgv1＝2×10×20 W＝400 W，故选项A错误，B正确；2 s内的位移为h2＝gt22＝20 m，所以前2 s内重力的平均功率为＝＝ W＝200 W，故选项C、D错误．‎ 答案：B ‎3．同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是(　　)‎ A．W1＞W2、P1＞P2　　　 B．W1＝W2、P1＜P2‎ C．W1＝W2、P1＞P2 D．W1＜W2、P1＜P2‎ 解析：由功的定义W＝Flcos α可知，W1＝W2，由于沿粗糙地面运动时加速度较小，通过相同位移所用时间较长，所以根据P＝可知，P1＜P2，故B正确．‎ 答案：B ‎4．一汽车的额定功率为P，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm，则(　　)‎ A．无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比 B．若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vm C．汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少实际功率 D．若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动 解析：根据牛顿第二定律得a＝＝－，可知加速度与牵引力不成正比关系，故A错误；若汽车匀加速启动，功率达到额定功率时，速度没有达到最大，然后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，故B错误；汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，若要减速，则需减小牵引力，速度不变，减小实际功率，牵引力减小，故C正确；若汽车以额定功率启动，汽车先做加速度减小的加速运动，加速度减为零后做匀速直线运动，故D错误．‎ 答案：C ‎5．一汽车在平直公路上行驶，从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t的变化的图线中，可能正确的是(　　)‎ 解析：在0～t1时间内，如果匀速，则v t图象是与时间轴平行的直线；如果是加速，根据P＝Fv知牵引力减小，F－f＝ma，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0，即F1＝f时，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v1＝＝.所以0～t1时间内，v t 图象先是斜率逐渐减小的平滑的曲线，后是平行于横轴的直线．在t1～t2时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据P＝Fv知牵引力减小，再根据F－f＝ma知加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0，即F2＝f时，汽车开始做匀速直线运动，此时速度v2＝＝.所以在t1～t2时间内，v t图象也先是斜率逐渐减小的平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，故D正确．‎ 答案：D 二、多项选择题 ‎6．(2019·河北邯郸月考)里约奥运会男子‎100米决赛中，牙买加名将博尔特以9秒81的成绩夺得冠军．博尔特在比赛中，主要有起跑加速、途中匀速和加速冲刺三个阶段，他的脚与地面间不会发生相对滑动．以下说法正确的是(　　)‎ A．加速阶段地面对人的摩擦力做正功 B．匀速阶段地面对人的摩擦力不做功 C．由于人的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对人的摩擦力始终不做功 D．无论加速还是匀速阶段，地面对人的摩擦力始终做负功 解析：人的脚与地面间的摩擦力是静摩擦力，该力的作用点并没有发生位移，所以地面对人的摩擦力始终不做功，选项B、C正确．‎ 答案：BC ‎7．如图所示，在外力作用下某质点运动的v t图象为正弦曲线．从图中可以判断(　　)‎ A．在0～t1时间内，外力的功率先增大后减小 B．在0～t1时间内，外力的功率逐渐为零 C．在t2时刻，外力的功率为零 D．在t3时刻，外力的功率最大 解析：由题图知，t＝0时，v＝0，外力F≠0，外力的功率为零，t1时刻，质点的加速度为零，外力为零，外力的功率为零，所以0～t1时间内，外力的功率先增大后减小，选项A正确，B错误；t2时刻，v＝0，此时外力的功率为零，选项C正确；t3时刻，外力为零，外力的功率为零，选项D错误．‎ 答案：AC ‎8．(2019·广东七校联考)如图所示，水平传送带长为L，始终以速度v保持匀速运动，把质量为m的货物无初速度地放到A点，当货物运动到AC的中点B时速度恰为v，而后被传送到C点．货物与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.则货物从A点到C 点的过程中(　　)‎ A．摩擦力对货物做的功为μmgL B．摩擦力对货物做功的平均功率为μmgv C．传送带克服摩擦力做功为μmgL D．传送带克服摩擦力做功的平均功率为μmgv 解析：货物在运动过程中，当速度达到v时，不再受摩擦力，故摩擦力所做的功Wf＝μmg·，故选项A错误；在货物加速过程中，摩擦力做的功Wf＝μmg·，由运动学公式有＝t1＝t1，货物从B到C所用时间t2＝，所以货物从A点到C点所用时间为t＝t1＋t2＝，则摩擦力对货物做功的平均功率＝＝＝μmgv，故选项B正确；货物在加速过程中平均速度为，而传送带的速度为v，货物加速运动的位移为，则传送带前进的位移一定为L，故传送带克服摩擦力所做的功为Wf′＝μmgL，故选项C正确；货物从A点到C点用时t＝，故传送带克服摩擦力做功的平均功率应为＝＝μmgv，故选项D错误．‎ 答案：BC ‎[能力题组]‎ 一、选择题 ‎9．一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(　　)‎ A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1‎ B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1‎ C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1‎ D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1‎ 解析：根据x＝t得，两过程的位移关系x1＝x2，根据加速度的定义a＝ ‎，得两过程的加速度关系为a1＝.由于在相同的粗糙水平地面上运动，故两过程的摩擦力大小相等，即Ff1＝Ff2＝Ff，根据牛顿第二定律F－Ff＝ma得，F1－Ff1＝ma1，F2－Ff2＝ma2，所以F1＝F2＋Ff，即F1>.根据功的计算公式W＝Fl，可知Wf1＝Wf2，WF1>WF2，故C正确，A、B、D错误．‎ 答案：C ‎10．如图所示，质量为‎60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒．已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为‎0.9 m和‎0.6 m．若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为‎0.4 m，则1 min内克服重力做的功和相应的功率约为(g取‎10 m/s2)(　　)‎ A．430 J,7 W B．4 320 J,72 W C．720 J,12 W D．7 200 J,120 W 解析：设重心上升的高度为h，根据相似三角形可知，每次俯卧撑中，有＝，即h＝0.24 m．一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×10×0.24 J＝144 J，所以1 min内克服重力做的总功为W总＝NW＝4 320 J，功率P＝＝72 W，故选项B正确．‎ 答案：B ‎11．一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数的图象如图所示．若已知汽车的质量，则根据图象所给信息，不能求出的物理量是(　　)‎ A．汽车的功率 B．汽车行驶的最大速度 C．汽车受到的阻力 D．汽车运动到最大速度所需的时间 解析：由F－Ff＝ma、P＝Fv可得a＝·－，由a图象可知，＝k＝40 m2·s－3‎ ‎，可求出汽车的功率P，由a＝0时＝0.05 m－1·s，可得汽车行驶的最大速度vm＝20 m/s，再由vm＝，可求出汽车受到的阻力Ff，但无法求出汽车运动到最大速度所需的时间．‎ 答案：D ‎12．(多选)(2019·湖北联考)在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v.那么，在小球运动的过程中(　　)‎ A．重力做功为mgh B．克服空气阻力做的功为f· C．落地时，重力的瞬时功率为mgv D．重力势能和机械能都逐渐减少 解析：重力做功为WG＝mgh，A正确；空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于，故克服空气阻力做的功大于f·，B错误；落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于mgv，C错误；重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，D正确．‎ 答案：AD ‎5．(多选)(2018·高考全国卷Ⅲ)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程(　　)‎ A．矿车上升所用的时间之比为4∶5‎ B．电机的最大牵引力之比为2∶1‎ C．电机输出的最大功率之比为2∶1‎ D．电机所做的功之比为4∶5‎ 解析：由图线①知，矿车上升总高度h＝·2t0＝v0t0‎ 由图线②知，加速阶段和减速阶段上升高度和 h1＝·(＋)＝v0t0‎ 匀速阶段：h－h1＝v0·t′，解得t′＝t0‎ 故第②次提升过程所用时间为＋t0＋＝t0，‎ 两次上升所用时间之比为2t0∶t0＝4∶5，A对；‎ 对矿车受力分析，当矿车向上做加速直线运动时，电机的牵引力最大，由于加速阶段加速度相同，故加速时牵引力相同，B错；‎ 在加速上升阶段，由牛顿第二定律知，‎ F－mg＝ma，F＝m(g＋a)‎ 第①次在t0时刻，功率P1＝F·v0，‎ 第②次在时刻，功率P2＝F·，‎ 第②次在匀速阶段P2′＝F′·＝mg·＜P2，‎ 可知，电机输出的最大功率之比P1∶P2＝2∶1，C对；‎ 由动能定理知，两个过程动能变化量相同，克服重力做功相同，故两次电机做功也相同，D错．‎ 答案：AC 二、非选择题 ‎14．一列火车总质量m＝500 t，发动机的额定功率P＝6×105 W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍．(g取‎10 m/s2)‎ ‎(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度；‎ ‎(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，求当行驶速度为v1＝‎1 m/s和v2＝‎10 m/s时，列车的瞬时加速度a1、a2的大小；‎ ‎(3)列车在水平轨道上以‎36 km/h的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率P′；‎ ‎(4)若列车从静止开始，保持‎0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间．‎ 解析：(1)列车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力，即F＝Ff＝kmg时，列车的加速度为零，速度达到最大值vm，则 vm＝＝＝＝‎12 m/s.‎ ‎(2)当v＜vm时，列车做加速运动，若v1＝‎1 m/s，则F1＝＝6×105 N，‎ 根据牛顿第二定律得a1＝＝1.1 m/s2‎ 若v2＝10 m/s，则F2＝＝6×104 N 根据牛顿第二定律得a2＝＝0.02 m/s2.‎ ‎(3)当v＝‎36 km/h＝‎10 m/s时，列车匀速运动，则发动机的实际功率P′＝Ffv＝5×105 W.‎ ‎(4)由牛顿第二定律得F′＝Ff＋ma＝3×105 N 在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率为额定功率时速度为v′，即v′＝＝2 m/s，由v′＝at得t＝＝4 s.‎ 答案：(1)12 m/s　(2)1.1 m/s2　0.02 m/s2‎ ‎(3)5×105 W　(4)4 s